Theoretical Approach of the Quartz Dissolution Rate under Various Temperature, pH and Applied Stress Conditions

Junghae Choi(최정해) 대한자원환경지질학회 2017 자원환경지질 Vol.50 No.6

일반적으로 석영은 지각을 구성하는 광물 가운데 가장 많은 부분을 차지하고 있으며, 이러한 석영의 용해와 침전에 대 한 이해는 암석의 풍화 매커니즘과 열수작용 및 변성환경에서의 암석과 물의 관계를 규명하는데 매우 중요한 역할을 한다. 본 논문에서는 석영의 용해와 침전에 영향을 미치는 다양한 물리화학적 환경을 수식을 이용해 재정리하였으며, 이전의 연구자들이 발표한 연구결과를 바탕으로 물리화학적 조건하에서의 석영 용해에 대해 이론적 접근을 실시하였다. 본 논문을 통해서 석영의 용해 및 침전이 다양한 환경에 영향을 받으며, 특히 이론적 접근을 통해서 석영에 작용된 압력보 다는 주변의 pH 및 온도 조건에 더 큰 영향을 받는다는 것을 확인하였다. Quartz is the most abundant mineral in the Earth’s continental crust. Therefore, understanding of quartz dissolution and precipitation is very important to know about weathering processes and interactions between rocks and water in hydro-thermal and metamorphic environments. This paper presents a basic review on the research about quartz dissolution mechanism under various physico-chemical conditions. We rearranged the relationship between each physico-chemical factor and dissolution mechanism from the results of previous researchers in this paper. From this result, we understood that quartz dissolution and precipitation are affected by each factor such as temperature, pH, and applied stress conditions at contact point. In particular, we recognized that the high pH and temperature conditions have different anion con-centrations on mineral’s surface. As a result, high pH and temperature conditions have a better effect than applied stress condition to the quartz dissolution mechanism.

표토 훼손지역 평가를 위한 평가요소 분석

최정해(Junghae Choi),정교철(Gyo Cheol Jeong) 대한환경공학회 2021 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.2021 No.11

동적 초미소 경도법에 의한 심도별 대전화강암 내 광물들의 역학적 특성

최정해(Junghae Choi),신주호(Juho Shin),장형두(Hyongdoo Jang),강성승(Seong-Seung Kang) 한국암반공학회 2017 터널과지하공간 Vol.27 No.3

동적 초미소 경도법의 압입시험, 하중-비하중 시험, 그리고 반복시험을 이용하여 심도별 대전화강암 내 광물들의 경도와 역학적 특성을 살펴보았다. 시험 결과 세 개 구간(Group-1, -2, -3)으로 광물 집단의 분류가 가능하였다. Martens 경도값은 세 가지 시험법 모두에서 41 m와 223 m 심도에 따른 차이가 크지 않았다. 그럼에도 불구하고, 그 크기는 반복시험<하중-비하중 시험<압입시험 순으로 나타났다. 광물 집단별 평균 Martens 경도, 탄성계수, indentation work 등을 고려해 볼때, 그들의 경계는 비교적 뚜렷하게 나타났다. 결론적으로 동적 초미소경도법의 세 가지 형태 시험법을 이용함으로써 광물들에 대한 비교적 정확한 경도값을 얻을 수 있었다. 또한 하중-비하중 시험과 반복시험으로부터는 광물들의 탄성계수와 광물들의 탄성적-소성적 성질 특성 파악도 가능하였다. The hardness and mechanical properties of the minerals in the Daejeon granite according to depths were investigated by indentation test, load-unload test, and cycle test of dynamic ultra-micro hardness. As a result of the tests, it was possible to classify into three mineral groups (Group-1, -2, -3). The Martens hardness was not significantly different between 41 m and 223 m depths in three mode tests. Nevertheless, they showed in the order of a cycle test<load-unload test <indentation test. Considering the average Martens hardness, elastic modulus, and indentation work for each mineral group, their boundaries were relatively clear. In conclusion, A relatively accurate hardness of minerals can be obtained by three mode tests of dynamic ultra-micro hardness. In addtion, it was possible to characterize the elastic modulus and the elastic-plastic properties of the minerals from the load-unload and cycle tests.

수치해석을 통한 춘천 산사태지역 토석류 거동 분석

최정해 ( Junghae Choi ) 대한지질공학회 2017 지질공학 Vol.27 No.1

최근들어 발생하는 강우는 지금까지의 강우특성과 비교하여 여름철에 단기간 집중적으로 내리는 형태로 바뀌고 있다. 2011년 강원도 춘천지역에서는 이러한 집중강우로 인해 많은 산사태가 발생하였으며, 이로 인해 재산피해와 인명피해를 야기시켰다. 본 연구의 목적은 강우에 의한 산사태 물질의 이동에 대한 특성을 분석하기 위해서 현장 자료와 수치해석 자료를 활용하여 시간에 따른 특성의 변화 및 강우량에 따른 특성의 변화를 분석하는 것이다. 본 연구에서는 항복응력 값의 변화를 통해서 강우량을 재현하였으며, 이를 통해서 어떠한 거동 특성을 보이는지 해석하였다. 그 결과 많은 강우에 의해 항복응력 값이 낮아지는 경우가 빠른 속도의 이동형태를 보이고 동시에 넓은 지역에 걸쳐 확산되는 특성을 확인하였으며, 이러한 결과는 현장에서 확인된 토석류의 흔적과 매우 유사하다는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해서 산사태 발생 당시의 토석류 최대 속도 및 최대 두께 등을 파악하는 것이 가능하다. The characteristic of recent rainfall pattern in Korea is concentrated in summer season and it is very different compare with former characteristic. In 2011, there was heavy rainfall in Chuncheon city of northern part of Korea. Because of rainfall in short time, many landslides were occurred in narrow area and many people were killed by these landslides at that time. The purpose of this study is to calculate run-out distance of debris flow and analyze the movement properties of debris flow according to the elapsed time using numerical analysis method at that time. The debris 2D program, which is developed by prof. Liu in National Taiwan University, was used in this study. Run-out distance of debris flow was calculated under different yield strength conditions which were controlled by rainfall amount. The results reveal that absolute maximum velocity of the debris flow is about 8.1 m/s and maximum depth of debris flow is about 7 m when debris flow was occurred. The run-out distance after 500 sec is about 300 m from end of the valley. It is very well similar with actual debris flow run-out distance. From these results, we can presume the maximum velocity and depth of debris flow at that time.

Late Holocene sea level changes inferred from the traditional salt (Jayeom) production of the Gomso Bay, Korea

남욱현(Wook-Hyun Nahm),최정해(Junghae Choi) 대한지질학회 2017 지질학회지 Vol.53 No.3

산사태 경보를 위한 RTI 모델의 적용성 평가

채병곤 ( Byung Gon Chae ),최정해 ( Junghae Choi ),정해근 ( Hae Keun Jeong ) 대한지질공학회 2016 지질공학 Vol.26 No.2

우리나라는 여름철 강수량이 연 강수량의 약 70% 이상을 차지하고 일 강우량이 200 mm가 넘는 극한강우가 증가하고 있다. 강우는 산사태를 유발하는 가장 직접적인 인자로서 이를 활용한 산사태 발생 예측 기준을 설정하고 경보를 발령하여 산사태로 인한 피해를 최소화 하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 기존의 발생한 산사태이력 중 발생시점 및 장소가 분명한 12개소를 선 정하고 각 지역의 강우데이터를 수집하여 분석하였으며, RTI (Rainfall Triggering Index) 모델에 사용된 각 인자들을 한국의 산 사태 유발 강우특성에 따라 적정성을 검토하여 반영하고 강우강도의 단위시간을 달리한 3가지 모델을 비교하였다. 분석결과, 60-minutes RTI 모델은 3개소에서 산사태 발생 예측에 실패하였으며, 30-minutes RTI 모델 및 10-minutes RTI 모델은 모두 사 전예측 가능하였다. 각 모델별 산사태 발생 경보에 따른 평균 대응시간은 60-minutes RTI model이 4.04시간, 30-minutes RTI model과 10-minutes RTI model은 각각 6.08과 9.15시간으로 단위시간이 짧은 강우강도를 사용한 RTI 모델이 산사태 사전예측 실패 가능성이 적고 보다 긴 대응시간을 확보 할 수 있는 것으로 나타났다. 이를 통해 산사태 발생 예측을 통한 대응시간은 단 위시간을 세분화한 모델일수록 더 많은 시간을 확보 할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 단시간 내 발생하는 변동성이 큰 강우강 도 가진 한국의 강우특성을 고려할 때 시간 단위 이하의 강우강도를 적용하는 것이 RTI 모델을 통한 산사태 예측과 조기경보 시스템의 정확도를 높일 수 있을 것으로 판단된다. In Korea, 70% of the annual rainfall falls in summer, and the number of days of extreme rainfall (over 200 mm) is increasing over time. Because rainfall is the most important trigger of landslides, it is necessary to decide a rainfall threshold for landslide warning and to develop a landslide warning model. This study selected 12 study areas that contained landslides with exactly known triggering times and locations, and also rainfall data. The feasibility of applying a Rainfall Triggering Index (RTI) to Korea is analyzed, and three RTI models that consider different time units for rainfall intensity are compared. The analyses show that the 60-minute RTI model failed to predict landslides in three of the study areas, while both the 30- and 10minute RTI models gave successful predictions for all of the study areas. Each RTI model showed different mean response times to landslide warning: 4.04 hours in the 60-minute RTI model, 6.08 hours in the 30-minute RTI model, and 9.15 hours in the 10 minute RTI model. Longer response times to landslides were possible using models that considered rainfall intensity for shorter periods of time. Considering the large variations in rainfall intensity that may occur within short periods in Korea, it is possible to increase the accuracy of prediction, and thereby improve the early warning of landslides, using a RTI model that considers rainfall intensity for periods of less than 1 hour.

Geological structural parameters to be considered for siting of HLW repository : A review for case studies of foreign countries

채병곤(Byung-Gon Chae),최정해(Junghae Choi),김유홍(You Hong Kihm),박승익(Seung-Ik Park) 대한지질학회 2017 지질학회지 Vol.53 No.1

동결/융해 실험을 통한 암석 표면 변화 관찰

정종택(Jongtaek Jeong),최정해(Junghae Choi),채병곤(Byung-Gon Chae),장보안(Bo-An Jang) 대한지질학회 2013 대한지질학회 학술대회 Vol.2013 No.10

강우 지속성과 산사태 발생 빈도의 연관성에 관한 연구

정유진 ( Youjin Jeong ),최정해 ( Junghae Choi ) 대한지질공학회 2021 지질공학 Vol.31 No.4

본 연구에서는 2011년부터 2020년까지의 연구지역에서 발생한 산사태와 강우 요인들을 통해 강우 지속성과 산사태 발생 빈도의 연관성을 분석하였다. 연구지역은 강원도, 경기도, 경상남도, 경상북도, 전라남도, 전라북도, 충청남도의 총 7개 지역이며 분석에 활용한 강우 요인은 6월, 7월, 8월의 월 강우량과 여름기간(6~8월) 강우량, 장마기간 강우량, 여름기간 강수일수, 장마기간 강수일수이다. 연구지역별로 산사태 발생이 많았던 해의 강우 요인을 비교 · 분석하여 강우 지속성이 산사태 발생에 미치는 영향을 파악하였다. 연구결과 강우량뿐만 아니라 장마기간 강수일수도 산사태 발생에 영향을 미치는 것으로 확인되었으며, 2020년의 산사태 발생 급증은 2020년의 장마기간 강수일수가 많은 것에서 기인한 것으로 추정되었다. 이러한 결과는 추후 강우 지속성의 영향을 고려한 산사태 경보 기준의 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. Increasing incidences of landslides in Korea are endangering life and damaging property. To ascertain the cause of the rapid increase in landslides in 2020, this study analyzed the correlation between frequency of their occurrence and persistence of rainfall. The study area comprised seven areas in Gangwon-do, Gyeonggi-do, Gyeongsangnam-do, Gyeongsangbuk-do, Jeollanam-do, Jeollabuk-do, and Chungcheongnam-do. The used rainfall factors were monthly rainfall in June, July, and August, rainfall during the summer (June-August), rainfall during the monsoon season, and number of precipitation days during the summer and during the monsoon season. The effect of these factors on landslides was identified by comparing them with the occurrence of landslides in the year of increased landslide occurrence in each area. The results confirmed that not only rainfall but also the number of precipitation days during the monsoon season affect the occurrence of landslides. The rapid increase in landslide occurrence in 2020 was attributed to increases in both the number of precipitation days during the monsoon season and rainfall during the monsoon season in 2020. These results are expected to be used as basic data for future landslide warning standards that consider the effect of the persistence of rainfall.

사용후핵연료 지층처분을 위한 국내 지질특성 평가

채병곤(Byung-Gon Chae),최정해(Junghae Choi),김용제(Yongje Kim),김유홍(Yoo-Hong Kihm),김주용(Joo Yong Kim),석희준(Hee Jun Seok),박의섭(Eui-Sub Park) 대한지질학회 2015 대한지질학회 학술대회 Vol.2015 No.10